计算机主机的电磁辐射的测试与分析

张元伟

摘 要：在电波暗室，对不同型号的计算机主机和主机中各部件的电磁辐射进行测量，并对所测频谱图进行分析，确定了其电磁辐射强度和对应的电磁频率，为进一步降低计算机电磁辐射提供了理论依据。

关键词：主机；电磁辐射；频谱图；计算机

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）01-0130-02

随着办公自动化水平的提高，尤其是大量计算机设备的应用，电磁辐射对人体健康造成了极大的危害，它已成为现代人身体健康的“隐形杀手”。此外，计算机所产生的电磁波作为信息载体造成的泄密事件也呈上升趋势，给国家、单位和相关人员造成了重大损失，它已成为党政军政府机关安全事务的“泄密帮凶”。主机作为计算机中处理数据最直接的设备，被认为是导致计算机电磁辐射强最主要的部件。因此，研究计算机中主机的电磁辐射已成为人们关注的焦点。

1 主机整机的电磁辐射

图1为某一办公测试主机在GJB151A—97中RE102陆军地面设备限值曲线下的整机电磁辐射图（待主机工作正常后，去掉显示器、键盘和鼠标等外围设备）。

图1 主机整机的电磁辐射图

从图1可以观察到，测试主机整机的电磁辐射已严重超标于GJB151A—97限值曲线，整机电磁辐射曲线出现较明显的波峰和波谷。从3 M～2 G频段，随着电磁频率的升高，辐射的强度有逐渐增强的趋势。在频率点7 M、30 M、150 M、220 M、1.5 G和2 G处，辐射强度平均超出GJB151A—97限值15 dB左右，最高点在30 MHz处，超出GJB151A—97限值20 dB左右。经过进一步测试和分析可知，此电磁辐射主要是由主机中的主板、处理器、内存、硬盘、电源、显卡等主要部件引起的。

2 主机各部件的电磁辐射

在电波暗室，用贴近场测量方法对计算机主机中各个部件的电磁辐射进行了测量。测量仪器采用高性能的频谱仪E4440A和贴近场探头HZ-11测量时，用专用的金属屏蔽盒罩住被测部件，以尽量减少相邻部件对其测量结果的干扰。下面对主机中几个主要部件的电磁辐射情况进行分析。

2.1 处理器的电磁辐射分析

图2为处理器在1～30 MHz和30～200 MHz的电磁频谱图。从所测处理器的电磁频谱图可以得出：处理器从1 MHz～5 GHz的范围之内，都存在不同程度的电磁辐射。处理器从1～30 MHz，整体波形有较明显的波峰和波谷，且电磁强度都比较高；处理器从30～200 MHz范围内，电磁辐射的最大值位于50 MHz处，随着电磁频率的增加，辐射强度有逐渐降低的趋势；在200 MHz～5 GHz范围内（未配图说明），由于受到处理器的主频、前端总线和它们谐波之间干扰的影响，电磁辐射在1.1 GHz、1.5 GHz、1.9 GHz、2.4 GHz、3.3 GHz、4 GHz处均有较强的波峰出现。在其余频段，电磁强度都比较低，可以忽略不计。

图2 处理器电磁频谱图

2.2 电源的电磁辐射分析

目前，计算机系统基本上全部使用开关电源，而开关电源的突出特点是产生较强的电磁干扰。开关电源产生电磁辐射的电路主要有一次整流回路、开关回路、二次整流回路和开关控制回路等四个方面。图3为电源在1～30 MHz和30～200 MHz的电磁频谱图。

图3 电源电磁频谱图

从图3可以看出，电源从1～30 MHz的频段内，其辐射的最大值位于3 MHz处，且在此频段内，电磁辐射的总体强度比较高，且随着频率的增大其辐射的强度基本保持平稳。在30～200 MHz的这个频段内，电源的频谱比较丰富，辐射的最大值对应的频率在51 MHz处。但电源的电磁辐射基本都属于干扰信号，一般不携带有用信息，属于黑信号范畴。

2.3 硬盘存储器的电磁辐射分析

硬盘是计算机最重要的存储设备，它是通过磁头向高速运转中的涂覆有磁性材料的硬盘片写入或读出数据。图4为硬盘在1～30 MHz和30～200 MHz的电磁频谱图。

从图4可以看出，硬盘在1～200 MHz的频段内，相比处理器和开关电源，其电磁辐射的总体强度较小，随着频率的增大其辐射的强度基本保持平稳。通过进一步测量和理论分析得知，引起硬盘电磁辐射主要有以下三种方式：①电缆用于和计算机主板、电源相连以获得电源和数据，是最主要的辐射源；②硬盘的读写操作都是通过硬盘控制器进行控制的，因此，其所在的印制电路板也是一个重要的辐射源；③硬盘的全封闭结构里面有磁头定位机构、盘片驱动机构和读出前置电路。它们在工作时都会产生一定的电磁噪声，通过传导和辐射的方式发射出去。

主机中其他部件如主板、光驱、内存、显卡和内部线缆也都存在不容忽视的电磁辐射。

3 结束语

通过对不同型号主机和主机各个部件的电磁辐射测量，找出了计算机主机中辐射较强部件的电磁强度和对应的电磁频率，通过对它们的进一步分析，为接下来对计算机主机的低辐射处理提供了理论依据。

参考文献

[1]阎慧，董正宏，韩伟杰.军用网络电磁信息安全技术[M].北京：国防工业出版社，2010.

[2]郝晓东，乔恩明.电源系统电磁兼容设计与应用[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]李洪亮.计算机电磁兼容技术研究[D].山东大学，2007.

〔编辑：白洁〕endprint

摘 要：在电波暗室，对不同型号的计算机主机和主机中各部件的电磁辐射进行测量，并对所测频谱图进行分析，确定了其电磁辐射强度和对应的电磁频率，为进一步降低计算机电磁辐射提供了理论依据。

关键词：主机；电磁辐射；频谱图；计算机

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）01-0130-02

随着办公自动化水平的提高，尤其是大量计算机设备的应用，电磁辐射对人体健康造成了极大的危害，它已成为现代人身体健康的“隐形杀手”。此外，计算机所产生的电磁波作为信息载体造成的泄密事件也呈上升趋势，给国家、单位和相关人员造成了重大损失，它已成为党政军政府机关安全事务的“泄密帮凶”。主机作为计算机中处理数据最直接的设备，被认为是导致计算机电磁辐射强最主要的部件。因此，研究计算机中主机的电磁辐射已成为人们关注的焦点。

1 主机整机的电磁辐射

图1为某一办公测试主机在GJB151A—97中RE102陆军地面设备限值曲线下的整机电磁辐射图（待主机工作正常后，去掉显示器、键盘和鼠标等外围设备）。

图1 主机整机的电磁辐射图

从图1可以观察到，测试主机整机的电磁辐射已严重超标于GJB151A—97限值曲线，整机电磁辐射曲线出现较明显的波峰和波谷。从3 M～2 G频段，随着电磁频率的升高，辐射的强度有逐渐增强的趋势。在频率点7 M、30 M、150 M、220 M、1.5 G和2 G处，辐射强度平均超出GJB151A—97限值15 dB左右，最高点在30 MHz处，超出GJB151A—97限值20 dB左右。经过进一步测试和分析可知，此电磁辐射主要是由主机中的主板、处理器、内存、硬盘、电源、显卡等主要部件引起的。

2 主机各部件的电磁辐射

在电波暗室，用贴近场测量方法对计算机主机中各个部件的电磁辐射进行了测量。测量仪器采用高性能的频谱仪E4440A和贴近场探头HZ-11测量时，用专用的金属屏蔽盒罩住被测部件，以尽量减少相邻部件对其测量结果的干扰。下面对主机中几个主要部件的电磁辐射情况进行分析。

2.1 处理器的电磁辐射分析

图2为处理器在1～30 MHz和30～200 MHz的电磁频谱图。从所测处理器的电磁频谱图可以得出：处理器从1 MHz～5 GHz的范围之内，都存在不同程度的电磁辐射。处理器从1～30 MHz，整体波形有较明显的波峰和波谷，且电磁强度都比较高；处理器从30～200 MHz范围内，电磁辐射的最大值位于50 MHz处，随着电磁频率的增加，辐射强度有逐渐降低的趋势；在200 MHz～5 GHz范围内（未配图说明），由于受到处理器的主频、前端总线和它们谐波之间干扰的影响，电磁辐射在1.1 GHz、1.5 GHz、1.9 GHz、2.4 GHz、3.3 GHz、4 GHz处均有较强的波峰出现。在其余频段，电磁强度都比较低，可以忽略不计。

图2 处理器电磁频谱图

2.2 电源的电磁辐射分析

目前，计算机系统基本上全部使用开关电源，而开关电源的突出特点是产生较强的电磁干扰。开关电源产生电磁辐射的电路主要有一次整流回路、开关回路、二次整流回路和开关控制回路等四个方面。图3为电源在1～30 MHz和30～200 MHz的电磁频谱图。

图3 电源电磁频谱图

从图3可以看出，电源从1～30 MHz的频段内，其辐射的最大值位于3 MHz处，且在此频段内，电磁辐射的总体强度比较高，且随着频率的增大其辐射的强度基本保持平稳。在30～200 MHz的这个频段内，电源的频谱比较丰富，辐射的最大值对应的频率在51 MHz处。但电源的电磁辐射基本都属于干扰信号，一般不携带有用信息，属于黑信号范畴。

2.3 硬盘存储器的电磁辐射分析

硬盘是计算机最重要的存储设备，它是通过磁头向高速运转中的涂覆有磁性材料的硬盘片写入或读出数据。图4为硬盘在1～30 MHz和30～200 MHz的电磁频谱图。

从图4可以看出，硬盘在1～200 MHz的频段内，相比处理器和开关电源，其电磁辐射的总体强度较小，随着频率的增大其辐射的强度基本保持平稳。通过进一步测量和理论分析得知，引起硬盘电磁辐射主要有以下三种方式：①电缆用于和计算机主板、电源相连以获得电源和数据，是最主要的辐射源；②硬盘的读写操作都是通过硬盘控制器进行控制的，因此，其所在的印制电路板也是一个重要的辐射源；③硬盘的全封闭结构里面有磁头定位机构、盘片驱动机构和读出前置电路。它们在工作时都会产生一定的电磁噪声，通过传导和辐射的方式发射出去。

主机中其他部件如主板、光驱、内存、显卡和内部线缆也都存在不容忽视的电磁辐射。

3 结束语

通过对不同型号主机和主机各个部件的电磁辐射测量，找出了计算机主机中辐射较强部件的电磁强度和对应的电磁频率，通过对它们的进一步分析，为接下来对计算机主机的低辐射处理提供了理论依据。

参考文献

[1]阎慧，董正宏，韩伟杰.军用网络电磁信息安全技术[M].北京：国防工业出版社，2010.

[2]郝晓东，乔恩明.电源系统电磁兼容设计与应用[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]李洪亮.计算机电磁兼容技术研究[D].山东大学，2007.

〔编辑：白洁〕endprint

摘 要：在电波暗室，对不同型号的计算机主机和主机中各部件的电磁辐射进行测量，并对所测频谱图进行分析，确定了其电磁辐射强度和对应的电磁频率，为进一步降低计算机电磁辐射提供了理论依据。

关键词：主机；电磁辐射；频谱图；计算机

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）01-0130-02

随着办公自动化水平的提高，尤其是大量计算机设备的应用，电磁辐射对人体健康造成了极大的危害，它已成为现代人身体健康的“隐形杀手”。此外，计算机所产生的电磁波作为信息载体造成的泄密事件也呈上升趋势，给国家、单位和相关人员造成了重大损失，它已成为党政军政府机关安全事务的“泄密帮凶”。主机作为计算机中处理数据最直接的设备，被认为是导致计算机电磁辐射强最主要的部件。因此，研究计算机中主机的电磁辐射已成为人们关注的焦点。

1 主机整机的电磁辐射

图1为某一办公测试主机在GJB151A—97中RE102陆军地面设备限值曲线下的整机电磁辐射图（待主机工作正常后，去掉显示器、键盘和鼠标等外围设备）。

图1 主机整机的电磁辐射图

从图1可以观察到，测试主机整机的电磁辐射已严重超标于GJB151A—97限值曲线，整机电磁辐射曲线出现较明显的波峰和波谷。从3 M～2 G频段，随着电磁频率的升高，辐射的强度有逐渐增强的趋势。在频率点7 M、30 M、150 M、220 M、1.5 G和2 G处，辐射强度平均超出GJB151A—97限值15 dB左右，最高点在30 MHz处，超出GJB151A—97限值20 dB左右。经过进一步测试和分析可知，此电磁辐射主要是由主机中的主板、处理器、内存、硬盘、电源、显卡等主要部件引起的。

2 主机各部件的电磁辐射

在电波暗室，用贴近场测量方法对计算机主机中各个部件的电磁辐射进行了测量。测量仪器采用高性能的频谱仪E4440A和贴近场探头HZ-11测量时，用专用的金属屏蔽盒罩住被测部件，以尽量减少相邻部件对其测量结果的干扰。下面对主机中几个主要部件的电磁辐射情况进行分析。

2.1 处理器的电磁辐射分析

图2为处理器在1～30 MHz和30～200 MHz的电磁频谱图。从所测处理器的电磁频谱图可以得出：处理器从1 MHz～5 GHz的范围之内，都存在不同程度的电磁辐射。处理器从1～30 MHz，整体波形有较明显的波峰和波谷，且电磁强度都比较高；处理器从30～200 MHz范围内，电磁辐射的最大值位于50 MHz处，随着电磁频率的增加，辐射强度有逐渐降低的趋势；在200 MHz～5 GHz范围内（未配图说明），由于受到处理器的主频、前端总线和它们谐波之间干扰的影响，电磁辐射在1.1 GHz、1.5 GHz、1.9 GHz、2.4 GHz、3.3 GHz、4 GHz处均有较强的波峰出现。在其余频段，电磁强度都比较低，可以忽略不计。

图2 处理器电磁频谱图

2.2 电源的电磁辐射分析

目前，计算机系统基本上全部使用开关电源，而开关电源的突出特点是产生较强的电磁干扰。开关电源产生电磁辐射的电路主要有一次整流回路、开关回路、二次整流回路和开关控制回路等四个方面。图3为电源在1～30 MHz和30～200 MHz的电磁频谱图。

图3 电源电磁频谱图

从图3可以看出，电源从1～30 MHz的频段内，其辐射的最大值位于3 MHz处，且在此频段内，电磁辐射的总体强度比较高，且随着频率的增大其辐射的强度基本保持平稳。在30～200 MHz的这个频段内，电源的频谱比较丰富，辐射的最大值对应的频率在51 MHz处。但电源的电磁辐射基本都属于干扰信号，一般不携带有用信息，属于黑信号范畴。

2.3 硬盘存储器的电磁辐射分析

硬盘是计算机最重要的存储设备，它是通过磁头向高速运转中的涂覆有磁性材料的硬盘片写入或读出数据。图4为硬盘在1～30 MHz和30～200 MHz的电磁频谱图。

从图4可以看出，硬盘在1～200 MHz的频段内，相比处理器和开关电源，其电磁辐射的总体强度较小，随着频率的增大其辐射的强度基本保持平稳。通过进一步测量和理论分析得知，引起硬盘电磁辐射主要有以下三种方式：①电缆用于和计算机主板、电源相连以获得电源和数据，是最主要的辐射源；②硬盘的读写操作都是通过硬盘控制器进行控制的，因此，其所在的印制电路板也是一个重要的辐射源；③硬盘的全封闭结构里面有磁头定位机构、盘片驱动机构和读出前置电路。它们在工作时都会产生一定的电磁噪声，通过传导和辐射的方式发射出去。

主机中其他部件如主板、光驱、内存、显卡和内部线缆也都存在不容忽视的电磁辐射。

3 结束语

通过对不同型号主机和主机各个部件的电磁辐射测量，找出了计算机主机中辐射较强部件的电磁强度和对应的电磁频率，通过对它们的进一步分析，为接下来对计算机主机的低辐射处理提供了理论依据。

参考文献

[1]阎慧，董正宏，韩伟杰.军用网络电磁信息安全技术[M].北京：国防工业出版社，2010.

[2]郝晓东，乔恩明.电源系统电磁兼容设计与应用[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]李洪亮.计算机电磁兼容技术研究[D].山东大学，2007.

〔编辑：白洁〕endprint